no-img
پارس یونی

مسیریابی و پوشش در شبکه های حسگر بیسیم - پارس یونی


پارس یونی
گزارش خرابی لینک
اطلاعات را وارد کنید .

ادامه مطلب

DOC
مسیریابی و پوشش در شبکه های حسگر بیسیم
امتیاز 4.00 ( 3 رای )مسیریابی و پوشش در شبکه های حسگر بیسیم">
doc
۶ بهمن ۱۳۹۶
۶,۰۰۰ تومان
۶,۰۰۰ تومان – خرید
115صفحه

مسیریابی و پوشش در شبکه های حسگر بیسیم


چکیده:
شبکه های حسگر نسل جدیدی از شبکه¬ها هستند که به طور معمول از تعداد زیادی گره ارزان قیمت تشکیل شده اند و ارتباط این گره ها به صورت بی¬سیم صورت می گیرد.هدف اصلی در این شبکه ها،جمع آوری اطلاعاتی در مورد محیط پیرامونِ حسگر های شبکه می باشد.نحوه ی عملکرد کلی این شبکه ها به این صورت است که گره ها اطلاعات مورد نیاز را جمع آوری کرده و سپس به سمت گیرنده ارسال می کنند،نحوه ی انشار اطلاعات در این شبکه ها تا حد زیادی مشابه انتشار اطلاعات در شبکه های موردی(ad-hoc) است،به این معنی که انتقال اطلاعات به صورت گره به گره،صورت می¬پذیرد.تفاوت عمده¬ی شبکه های حسگر با شبکه های موردی،منابع انرژی محدود و پردازش نسبتا محدود آنهاست،که این موارد باعث شده تا انتشار اطلاعات،یکی از مسایل عمده و قابل بحث در این شبکه ها باشد.
شبکه های حسگر امروزه به عنوان یکی از مسایل بسیار داغ علمی مطرح است و تحقیقات زیادی بر روی بهبود عملکرد این شبکه ها صورت می گیرد.تا کنون کارهای زیادی در جهت بهبود و افزایش کارایی در زمینه پخش اطلاعات در شبکه های حسگر،صورت گرفته است.یکی از روش های مطرح در این زمینه،روش انتقال مستقیم(Direct Deffusion) است که در این روش از ایده ی نامگذاری سطح پایین استفاده شده است و کلیه¬ی داده ها به صورت زوج های صفت مقدار نامگذاری می شود،این روش پایه ی بسیاری از روش های مطرح شده ی بعدی در زمینه ی انتشار اطلاعات در شبکه های حسگر را تشکیل می دهد.
هدف ما در این پروژه مطرح کردن روش ها و الگوریتم¬های مختلف و جدید برای بحث مسیریابی و پوشش در شبکه های حسگر بی سیم می¬باشد،که در ادامه¬ی پروژه تک تک روش ها، مورد تجزیه و تحلیل قرار می گیرند.
واژه های کلیدی: شبکه های حسگر،روش های انتقال اطلاعات،پوشش،مسیریابی،خلاصه سازی و فشرده سازی اطلاعات.

مقدمه
در این پایان نامه سعی شده در مورد پیاده سازی و نحوه ی عملکرد حسگرها و عامل¬ها در شبکه های¬حسگر بیسیم صحبت شود وهمچنین در مورد روش های پیاده سازی،مسیر یابی و پوشش حسگرها در مناطق مختلف تحقیق و بررسی به عمل آمده است.
همچنین در ادامه،نحوه ی برنامه¬ریزی،فعال سازی و طریقه ی ارتباط حسگر ها با یکدیگر و همچنین نحوه¬ی ارتباط آنها با مرکز مورد بررسی قرار خواهد گرفت.
در این پایانه به کاربرد¬های شبکه های حسگر بیسیم در زمینه های تجارت،پزشکی و نظامی نیز پرداخته شده و به طور مفصل توضیح داده شده است.همچنین در مورد مشکلات پیش رو در پیاده سازی این نوع شبکه¬ها صحبت می¬کنیم و محدودیت های بر سر راه را بررسی می¬کنیم.
در ادامه با نمایش یک نمونه ی پیاده سازی شده با عملکرد شبکه های حسگر بیسیم بیشتر آشنا می-شویم.
همچنین در این پایان نامه به بررسی نرم افزار های شبیه سازی شبکه و نحوه ی عملکرد آنها می پردازیم و با کارایی آنها بیشتر آشنا خواهیم شد.
در انتهای پایان نامه به مدل سازی شبکه¬ی حسگر بیسیم می¬پردازیم و نحوه ی مسیر یابی و پوشش آنرا در محیط های مختلف بررسی میکنیم و روش های بهینه در بحث مسیریابی و پوشش را به طور کامل شرح می¬ دهیم و به بررسی هریک می پردازیم،در آخر روش¬های بهینه در این زمینه را پیشنهاد می¬کنیم.
.

فهرست مطالب
عنوان صفحه
چکیده: ۱
مقدمه ۲
فصل اول : معرفی شبکه ی حسگر بیسیم
۱-۱-معرفی شبکه حسگر ۴
۱-۲- ساختار کلی شبکه حس/کار بی سیم ۵
۱-۲-۱-حسگر ۵
۱-۲-۲- کارانداز ۵
۱-۲-۳- گره حسگر ۵
۱-۲-۴- گره کارانداز ۵
۱-۲-۵- گره حسگر/کارانداز ۵
۱-۲-۶- شبکه حسگر ۶
۱-۲-۷- میدان حسگر/کارانداز ۶
۱-۲-۸- چاهک ۶
۱-۲-۹- گره مدیر وظیفه ۶
۱-۲-۱۰- شبکه حس/کار ۶
۱-۳- ساختار شبکه ۷
۱-۳-۱- ساختار خودکار ۷
۱-۳-۲- ساختار نیمه خودکار ۷
۱-۴- ساختمان گره ۸
۱-۵- ویژگی ها ۹
فصل دوم : کاربردهای شبکه ی حسگر بیسیم
۲-۱- کاربردها ۱۱
۲-۲-موضوعات مطرح در طراحی شبکه های حسگر ۱۳
۲-۲-۱- تنگناهای سخت افزاری ۱۳
۲-۲-۲- توپولوژی ۱۳
۲-۲-۳- قابلیت اطمینان ۱۳
۲-۲-۴- مقیاس پذیری ۱۴
۲-۲-۵- قیمت تمام شده ۱۴
۲-۲-۶- شرایط محیطی ۱۴
۲-۲-۷- رسانه ارتباطی ۱۴
۲-۲-۸- توان مصرفی گره ها ۱۵
۲-۲-۹- افزایش طول عمر شبکه ۱۵
۲-۲-۱۰- ارتباط بلادرنگ و هماهنگی ۱۵
۲-۲-۱۱- امنیت و مداخلات ۱۶
۲-۲-۱۲- عوامل پیش بینی نشده ۱۷
۲-۳- نمونه ی پیاده سازی شده شبکه حس/کار ۱۷
۲-۳-۱- ذره ی میکا ۱۷
فصل سوم : بررسی نرم ا فزارهای شبیه سازی شبکه
۳-۱- مقدمه ۲۱
۳-۲- خصوصیات لازم برای شبیه سازهای شبکه ۲۱
۳-۲-۱- انعطاف در مدل سازی ۲۲
۳-۲-۲-سهولت در مدل سازی ۲۲
۳-۲-۳-اجرای سریع مدل ها ۲۲
۳-۲-۴-قابلیت مصور سازی ۲۲
۳-۲-۵- قابلیت اجرای مجدد و تکراری شبیه سازی ۲۲
۳-۳- هدف از انجام شبیه سازی ۲۲
۳-۴-شبیه ساز NS(v2) 23
۳-۵-معماری درونیNS 23
۳-۶- مدل VuSystem 23
۳-۷- شبیه ساز OMNeT++ 24
۳-۸- ماژول ۲۵
۳-۹- پارامترهای مقدار دهی لینک ۲۶
۳-۱۰- شبیه ساز Ptolemy II 26
۳-۱۱- Visualsense 27
فصل چهارم : مدل سازی شبکه های بی سیم
۴-۱- مدل سازی شبکه های بی سیم ۳۰
۴-۲- اجرای یک مدل پیش ساخته ۳۰
۴-۳- تغییر پارامترها ۳۲
۴-۴- ساختار یک مدل پیش ساخته ۳۳
۴-۴-۱- نمایش بصری(آیکون ها) ۳۳
۴-۴-۲- کانال ها : ۳۶
۴-۴-۳- فاکتور های مرکب : ۳۷
۴-۴-۴- کنترل اجرا ۳۹
۴-۴-۵- ساخت یک مدل جدید ۴۰
۴-۵- انتشار توان ۴۲
۴-۵-۱- نحوه ی انجام انتشاز توان ۴۳
۴-۶- به کارگیری اکتور plot : 51
۴-۷- قابلیت های مدل سازی ۵۴
۴-۸- :شبیه سازی رویداد گسسته ۵۴
۴-۹- مدل های کانال ۵۴
۴-۱۰- مدل های گره بی سیم ۵۴
۴-۱۱- مثال هایی از قابلیت مدل سازی ۵۵
۴-۱۱-۱- ساختار بسته ها ۵۵
۴-۱۱-۲- اتلاف بسته ها ۵۵
۴-۱۱-۳- توان باتری ۵۵
۴-۱۱-۴- اتلاف توان ۵۶
۴-۱۲- برخورد ها ۵۷
۴-۱۳- بهره آنتن دهی ارسال ۶۰
۴-۱۴- ساختار نرم افزار ۶۳
۴-۱۵- پیاده سازی در Ptolemy II: 68
فصل پنجم : شبکه های حسگر
۵-۱- مدل شبکه حسگر ۷۱
۵-۲- چند مثال و کاربرد ۷۱
۵-۲-۱- غرق سازی ۷۱
۵-۲-۲- مثلث بندی ۷۳
۵-۲-۳- نظارت بر ترافیک ۷۴
۵-۲-۴- گمشده جنگی در منطقه دشمن و تعقیب کننده ۷۵
۵-۲-۵- جهان کوچک ۷۷
فصل ششم : مسیریابی در شبکه های حسگر بی¬سیم
۶-۱- مقدمه ۷۹
۶-۲- ویژگی های مسیریابی در شبکه های حسگر بی سیم ۷۹
۶-۳- روش های مسیر یابی در شبکه¬های حسگر بی سیم ۸۱
۶-۳-۱- پارامترهای مطرح در پروتکل های مسیر یابی در شبکه های حسگر بی سیم ۸۲
۶-۳-۲- مسیر یابی مسطح ( مبتنی بر داده –Data Centric ) 83
۶-۳-۲-۱- Gossiping و Flooding 84
۶-۳-۲-۲- SPIN 85
۶-۳-۲-۳-Directed Diffusion 86
۶-۳-۲-۴- EAR 87
۶-۳-۲-۵- GBR 88
۶-۳-۳- مسیریابی مبتنی بر مکان ۸۹
۶-۳-۳-۱- GEAR 90
۶-۳-۴- مسیر یابی سلسله مراتبی ( مبتنی بر خوشه بندی ) ۹۱
۶-۳-۵- پروتکل خوشه بندی LEACH 92
۶-۳-۶- پروتکل خوشه بندی LEACH متمرکز ۹۳
۶-۳-۷- PEGASIS 94
۶-۳-۸- TEEN 96
۶-۳-۹- APTEEN 97
نتایج و پیشنهادات
نتیجه گیری و پیشنهادات ۹۹
پیشنهادات: ۱۰۰
منابع و مأخذ
منابع فارسی ۱۰۲
منابع انگلیسی ۱۰۳
چکیده انگلیسی ۱۰۶

فهرست شکل ها
عنوان صفحه
شکل۱-۱- ساختار کلی شبکه حس/کار ۷
شکل۱-۲- ساختار خودکار ۷
شکل۱-۳- ساختار نیمه خودکار ۸
شکل۱-۴- ساختمان داخلی گره حسگر/کارانداز ۹
شکل۲-۱- ذره میکا ۱۸
شکل۲-۲- ساختار داخلی غبار هوشمند ۱۹
شکل۳-۱- ۲۵
شکل۳-۲- ۲۶
شکل۳-۳- ۲۷
شکل ۳-۴- مدل DE نمونه در Ptolemy,به عنوان بلوک دیاگرام نمایش داده شده است ۲۸
شکل۴-۱- نمایش Visualsense از مدل wireless sound detection 31
شکل۴-۲- نمایش مدل در حال اجرا ۳۲
شکل۴-۳- پارامتر های اکتور منبع صوت(سمت چپ)و مدل کانال صوتی(سمت راست) ۳۳
شکل۴-۴- انتخاب “edit custom icon” بعد از کلیک راست روی منبع صوت ۳۴
شکل۴-۵- نتیجه کلیک روی Zoom fit در نوار ابزار ۳۴
شکل۴-۶- پارامتر های دایره بیرونی اکتور منبع صوت ۳۵
شکل۴-۷- تنظیم fill color دایره بیرونی منبع صوت که به SoundRange بستگی دارد ۳۵
شکل۴-۸- نتیجه تغییر رنگ دایره بیرونی منبع صوت ۳۶
شکل۴-۹- کانال شکل ۱۲ و پارامتر هایش ۳۷
شکل۴-۱۰- نتیجه Look Inside اکتور منبع صوت در شکل ۱۲ ۳۷
شکل۴-۱۱- بخشی از مرکب در شکل قبلی که رویداد صوتی را تولید می کند ۳۸
شکل۴-۱۲- پارامتر های wireless director در شکل ۱۲ ۳۹
شکل۴-۱۳- پنجره ساخت یک مدل جدید ۴۱
شکل۴-۱۴- مدل جدید ثابت شده با یک کانال ۴۱
شکل۴-۱۵- پنجره documentation برای PowerLossChannel 42
شکل۴-۱۶- منبع کد برای PowerLossChannel 43
شکل۴-۱۷- مدل ثابت شده با دو نمونه از wirelesscomposite 44
شکل۴-۱۸- مدل با پورت های اضافه شده به فرستنده و گیرنده ۴۴
شکل۴-۱۹- درون فرستنده ۴۵
شکل۴-۲۰- فرستنده تکمیل شده ۴۶
شکل۴-۲۱- گیرنده تکمیل شده ۴۷
شکل۴-۲۲- display که نتیجه اجرای توضیح داده شده بالا را نمایش می دهد ۴۷
شکل۴-۲۳- گیرنده اصلاح شده که مشخصات دریافت شده را نمایش می دهد. ۴۸
شکل۴-۲۴- display که نتیجه استفاده از گیرنده طراحی شده در بالاست ۴۸
شکل۴-۲۵- تنظیم توان ارسال فرستنده ۴۹
شکل۴-۲۶- display که نتیجه استفاده از مجموعه توان ارسال را در شکل بالا نشان می دهد. ۴۹
شکل۴-۲۷- مدل گیرنده که رویداد را صرف نظر می کند در جایی که توان زیر مقدار آستانه باشد ۵۰
شکل۴-۲۸- گیرنده توان دریافت شده را به صورت تابعی از زمان رسم می کند ۵۲
شکل۴-۲۹- نمودار نشان دهنده توان دیافت شده به صورت تابعی از زمان ۵۲
شکل۴-۳۰- پنجره تنظیم فرمت نمودار ۵۳
شکل۴-۳۱- نمودار تغییر کرده با استفاده از پنجره بالا ۵۳
شکل۴-۳۲- مدل اتلاف توان گیرنده ای که به سمت برد فرستنده حرکت مـــی کند و بــــه آن نزدیـــک
می گردد ۵۶
شکل۴-۳۳- تخلیه باتری در طول زمان با مدل سازی تنزل برد ارسال ۵۷
شکل۴-۳۴- مدل برخورد پیام ها که زمان گیر هستند ۵۹
شکل۴-۳۵- پیاده سازی گیرنده در شکل قبل ۵۹
شکل۴-۳۶- documentation برای اکتور collisiondetector 60
شکل۴-۳۷- مدل شامل یک آنتن ارسال جهتی ۶۱
شکل ۴-۳۸- طراحی گیرنده برای مدل شکل قبل ۶۳
شکل۴-۳۹- دیاگرام کلاس UML نشان دهنده کلاس های کلیدی در Ptolemy II 64
شکل ۴-۴۰- دیاگرام UML نشان دهنده کلاس های کلیدی برای مدل سازی شبکه حسگر بی سیم ۶۷
شکل۵-۱- تصویری از مثال غرق سازی ۷۲
شکل۵-۲- تصویر مثال مثلث بندی ۷۳
شکل۵-۳- تصویری که میدان حسگر ها را به همراه کانال ها و… نمایش می دهد ۷۶
شکل۵-۴- تصویری از مدل small world 77
شکل ۴-۱- مشکلات Gossiping و Flooding الف)مشکل Implosin ب)مشکل همپوشانی ۸۴
شکل ۶-۲- نحوه عملکرد پروتکل SPIN 85
شکل ۶-۳- نحوه عملکرد پروتکل Directed Diffusion 86
شکل ۶-۴- نحوه عملکرد روش ارسال مکانی بازگشتی ۹۱
شکل ۶-۵- نحوه عملکرد پروتکل PEGASIS 94
شکل ۶-۶- نحوه عملکرد پروتکل PEGASIS سلسله مراتبی ۹۵
شکل ۶-۷- نحوه خوشه بندی در پروتکل TEEN 96



دیدگاه ها


دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *